去基烟叶在密集烘烤过程中的水分变化及其烘烤效果分析

王智慧，肖头杰，李淑娥，朱峰(.安康市烟草公司，陕西安康725000;2.安康市烟草公司白河分公司，陕西白河725899)

烤烟烘烤调制过程是一个大量耗热过程［1-2］，每排出1 kg烟叶水分理论需要热量2 576.1～2 605.4 kJ。在实际烘烤中，热能利用率仅为20%左右，每烤1 kg烟叶耗煤量可达2.2～3.2 kg，致使烟叶烘烤成本上涨，同时造成无谓的资源浪费。目前，我国农村经济正迅速发展，农村劳动力也随之发生转移，为了能适应烟叶规模种植的需要，烟叶生产中急需提高烟叶质量、效益和减少烤烟操作复杂性、减轻劳动强度、省工、节煤等技术。近年来，国内对烤房的节能减耗做了大量的研究，主要集中在对烤房和加热设备的改进上［3-7］，在烟叶生产中起到了良好的效果。但关于烘烤方式和烘烤工艺技术对能耗和烟叶烘烤质量的影响理论与应用技术研究较少。

美国曾对去基烘烤进行了初步试验。J A Weybrew在1983年10月的第37界烟草化学家研讨会上提出去基调制，可减少烘烤调制时间和烘烤投资，减少卷烟厂的去基工序［8］。尤其重要的是可以得到香味更为浓郁的烟叶，大大增加烟叶可用性。Dave Caldwell在2007年左右又对去基调制技术进行了研究［9］。国内近几年也对去基烘烤进行了一些探索［10-11］，开展了一些关于烟梗成分提取及其应用方面的研究［12-15］，解决了烟梗的利用问题。

笔者主要从去基烟叶密集烘烤入手，以常规整叶烘烤为对照，对2种烘烤模式的能耗、用工、烘烤时间等进行比较试验，深入研究去基烘烤过程中烟叶失水干燥变化规律，以及不同烘烤工艺对去基烘烤质量的影响，旨在探索最佳的烟叶烘烤方式和烘烤工艺技术，以此来适应烟叶工场化烘烤的发展趋势，改善烟叶的可用性和经济价值，为解决现有整叶烘烤技术加工成本高、烘烤时间长、效率低等问题提供创新思路和理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料 试验以主栽烤烟品种K326为材料，选取大田管理规范、个体发育正常、群体协调一致的示范烟田同一田块烟叶分别对下部烟叶、中部烟叶、上部烟叶取样，采用不同烘烤方式开展试验。

1.2 试验设计 试验采用双因素随机区组设计，设置3个主因素:散烟烘烤、挂竿烘烤、烟夹烘烤，2个副因素:去基、不去基。其中挂竿烘烤方式全部为不去基。处理T1:散烟烘烤-去基;处理T2:散烟烘烤-不去基;处理T3:烟夹烘烤-去基;处理T4:烟夹烘烤-不去基;对照CK:常规挂竿烘烤。

1.3 样品制备 随着烘烤的进行，分别于开始烘烤时(0 h)，以后每隔24 h取样1次，共取6次。每次选取20片具有代表性的烟叶用于测定烟叶水分含量变化。烤后各处理留样用于烟叶主要化学成分检测及感官质量评定。

1.4 数据处理方法 采用Microsoft Excel 2007和SPSS17.0软件进行数据处理和统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同装烟方式节能减耗比较

2.1.1 生产用工成本比较。由表1可知，单炕用工量处理T1比处理T2增多9人·h、比对照CK减少31人·h，处理T3比处理T4增多7人·h、比对照CK减少16人·h;单炕用工成本处理T1比处理T2增加72元、比对照CK降低248元，处理T3比处理T4增加56元、比对照降低37元;平均干烟用工成本处理T1比处理T2、对照CK分别减少0.20、1.48元/kg，分别减少了10.36%、46.11%;处理T3比处理T4、对照CK分别减少0.25、1.01元/kg，分别减少了10.20%、31.46%。这可能与单炕装烟量有关。

2.1.2 烘烤时间比较。由图1可知，处理T1烘烤时间均少于处理T2，处理T3烘烤时间均少于处理T4，说明去基烟叶在烘烤时间上有优势，有利于节约烘烤成本。处理T3烘烤时间均少于对照CK，下中部处理T1烘烤时间多于CK，这可能与单炕装烟量的多少有关。

图1 不同处理烘烤时间比较

2.1.3 耗能情况比较。由表2可知，去烟基后烘烤较未去烟基烘烤能耗有所降低。处理T1与T2相比，处理T1比处理T2单炕耗煤量降低124.34 kg、干烟1 kg耗煤量降低0.08 kg、单炕耗电量降低23.71 kW·h、干烟1 kg耗电量降低0.01 kW·h，分别降低了16.42%、5.03%、14.79%、2.94%。处理T1与对照CK相比，处理T1比对照CK 1 kg干烟耗煤量降低0.32 kg、1 kg干烟耗电量降低0.07 kW·h，分别降低了17.48%、17.50%。

处理T3与T4相比，处理T3比处理T4单炕耗煤量降低130.52 kg、干烟1 kg耗煤量降低0.09 kg、单炕耗电量降低27.55 kW·h、干烟1 kg耗电量降低0.02 kW·h，分别降低17.88%、5.20%、17.33%、5.26%。处理T3与对照CK相比，处理T3比对照CK 1 kg干烟耗煤量降低0.19 kg，1 kg干烟耗电量降低0.04 kW·h，分别降低了10.38%、10.00%。

表2 耗能情况对比

2.2 不同装烟方式烘烤过程中烟叶含水量变化 由图2和表3可知，鲜烟叶去基烘烤处理与常规烘烤处理烟叶含水量总体变化趋势基本相同，即烟叶含水量随烘烤时间的延长而逐渐降低。在0～72 h，烟叶相对含水量缓慢降低，失水量控制在21% ～26%，失水速率控制在0.27%/h～0.31%/h;在72～120 h，烟叶含水量大幅降低，失水量控制在44% ～74%，失水速率控制在0.63%/h～1.00%/h。其中，在0～72 h，处理T1、T3的烟叶相对含水量变化稍大于处理T2、T4，稍小于对照CK;在72～120 h，处理T1、T3的烟叶相对含水量变化远大于处理T2、T4和对照CK。从总体看，去基烘烤烟叶的失水速率要大于常规烘烤烟叶，至120 h，各处理的含水量还没有达到烤干烟叶的目的。

图2 密集烘烤过程中烟叶相对含水量变化

表3 密集烘烤过程中烟叶失水量与失水速率

2.3 不同装烟方式烤后烟叶效果比较

2.3.1 烟叶经济效益比较。由表4可知，处理T1、T3的中等烟率、橘黄烟率、均价分别较处理T2、T4提高，上等烟率、杂色烟率分别较处理T2、T4降低，单叶重较处理T2、T4小;与对照CK相比，处理T1上等烟率、杂色烟率降低，中等烟率、橘黄烟率、均价提高，单叶重减小;处理T3中等烟率、杂色烟率降低，上等烟率、橘黄烟率、均价提高，单叶重减小。总体来看在经济效益方面，处理T1表现优于处理T2和对照CK，处理T3表现优于处理T4和对照CK。

2.3.2 烟叶主要化学成分含量比较。由表5可知，处理T1与T2相比，烟碱、总氮含量、钾氯比稍低，糖碱比稍高;处理T3与T4相比，还原糖含量稍低，总氮含量、钾氯比稍高;处理T1与对照CK相比，烟碱、总氮含量稍低，糖碱比稍高，钾氯比稍低;处理T3与对照CK相比，还原糖含量稍低，总氮含量稍高、钾氯比偏高;但均在适宜范围内;其余化学成分或高或低，均超出优质烟叶最适宜的范围。

表4 烤后烟叶经济效益对比

2.3.3 烟叶感官质量评定。由表6可知，处理T1与T2相比，处理T1在香气质、杂气、刺激性、余味等方面表现优于T2。处理T3与T4相比，处理T3在香气质、香气量、劲头等方面表现优于T2;处理T1与对照CK相比，处理T1在香气质、香气量、杂气、刺激性、余味等方面表现优于CK;处理T3与对照CK相比，处理T3在香气量、劲头、余味等方面表现优于CK。处理T1与处理T2劲头、处理T3与处理T4杂气、处理T1与对照CK差异显著，其余差异不显著。

表5 烤后烟叶主要化学成分含量对比

表6 烤后烟叶感官质量评定对比

3 结论与讨论

试验结果表明，在节能减耗方面，去基烟叶在烘烤时间上有优势，耗能也较常规烘烤有所降低。在密集烘烤过程中，烟叶的水分变化趋势相似，都表现为前期失水量少，失水速率小，下降慢;后期失水量多，失水速率大，下降快。去基烘烤烟叶的失水速率大于常规烘烤烟叶。去基烟叶在烤后经济效益方面表现优于常规烘烤，在化学成分协调性及感官质量评定方面也表现不错。在当前烤烟生产集约化程度高、规范化进程快的现代烟草农业发展大背景下，去基烟叶烘烤在烘烤时间、能耗及烘烤质量方面有优势，正适合烟叶工场化烘烤的发展趋势。

［1］宫长荣，王能如，汪耀富，等.烟叶烘烤原理［M］.北京:科技出版社，1994.

［2］宫长荣，潘建斌，宋朝鹏.我国烟叶烘烤设备的演变与研究进展［J］.烟草科技，2005(11):34-36.

［3］湄潭县农业局.水车带动鼓风机［J］.中国烟草，1979(1):31-35.

［4］汪廷录，杨清友，张正选.介绍一种一炉双机双炕式密集烤房［J］.中国烟草，1982(1):37-39.

［5］谭经勋.一种煤耗较低的小烤房［J］.中国烟草，1982(4):14-16.

［6］汪廷录，杨清友.烟叶烘烤过程中除水理论所需热量的测算及其意义［J］.中国烟草，1985(1):10-14.

［7］刁庆云，刘少敬.以柴代煤烘烤烟叶初探［J］.中国烟草，1991(2):36-37.

［8］WEYBREW J A.Factors affecting the usability of flue-cured tobacco［J］.Rec Adv Tob Sci，1983(9):154.

［9］DAVE CALDWELL.C Topping tobacco before curing it-an ideaw Tose time Tascome［EB/OL］.Tttp://www.cals.nc-su.edu/agcomm/magazine/fall04/n_cTopping.Ttm.

［10］彭惠滨，彭涛.去基鲜烟叶烘烤托架:中国，200520021158.3［P］.2006-08-09.

［11］彭惠滨，彭涛.去基烤烟一次烘烤加工生产工艺方法:中国，200510010315.5［P］.2007-03-14.

［12］周国华，万端极，张艳.废烟梗制备纤维素黄原酸酯及其吸附Cu2+研究［J］.化学工程师，2007(11):54-58.

［13］唐兴平，陈学榕，戴达松，等.烟草废弃物造纸法制烟草薄片［J］.福建农林大学学报:自然科学版，2007，36(2):205-208.

［14］鲁蕾，付敏，郭宝星.烟梗成分提取及其应用研究［J］.四川化工，2004，7(1):9-12.

［15］鲁营，付敏，郭宝星.烟梗果胶浸提工艺的研究［J］.西南农业学报，2004，17(3):374-377.